Injection-Compression_Molding

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1、Injection-CompressionMolding一、前言射出壓縮成型(Injection-CompressionMolding)為一新的製程技術，近年來在學界與業界引起了相當多的研究與討論，而此一製程技術目前已廣泛應用在需高精度尺寸及考慮光學性質的光學產品如DVD、CD-ROM或光學鏡片等的製造。本文僅簡介射出壓縮成型的製程特性與射出壓縮成型模板控制，最後並以光學鏡片在本公司研發之全電式射出成型機上之應用為案例說明射出壓縮製程相較於傳統射出成型對於光學鏡片成品品質之影響。二、射出壓縮製程特性

2、射出壓縮成型其操作結合了射出成型以及壓縮成型兩種成型技術，此種製程主要是在一般傳統射出成型製程中之外加入模具壓縮的製程，亦即在充填之初模具不完全閉鎖，當部份塑料注入模穴後，再利用鎖模機構閉鎖模具，由模心模壁向模穴內熔膠施加壓力以壓縮成型來完成模穴充填。此種成型方式不但可以降低充填模穴所需之射出壓力，且由於均勻加壓使得整個成型製程可以在低壓的環境下完成而得到模穴內熔膠均勻的壓力分佈(圖一)。比起傳統的射出成型，射出壓縮成型具有以下優點：(1)降低射出壓力。(2)降低殘餘應力。(3)減少分子定向。(4)

3、均勻保壓減少不均勻收縮。(5)克服凹陷及翹曲。(6)減少成品雙折射率差。(7)緩和比容積變化。(8)增進尺寸精度(圖一)三、射出成型模板的控制射出壓縮成型方法中活動模板的位置控制直接影響射出階段的模穴厚度、流動阻力，以及成品的殘留應力；而在壓縮段活動模板的壓力速度直接對應熔膠的保壓及流動，也因此影響成品的收縮與翹曲狀況。活動模板的控制模式可分為二種模：其中一種為壓力控制模式，亦即模板在射出階段前以低壓力鎖模，此時模具已密合只是鎖模力極低，在射出階段時再利用射出壓力迫使模具打開，以使模穴空間加大同時降

4、低流動阻力，當完成射出動作後再使模具移動進行壓縮動作(圖二)。第二則為位置控制模式，模板在射出前以預先定位某一位子，並預留較大的模穴空間，此時射出動作擠入熔膠並且可以低壓方式進入模穴，待射出完成後再進行壓縮工作(圖三)。曲肘式鎖模機構為主之射出機是以下列的模式作射出壓縮成型的功能：1、以油壓伺服閥控制模板動作此法主要利用伺服閥控制鎖模油缸作定位並迴授油缸位置或模板位置作閉迴路控制。2、以伺服馬達控制模板動作此法將上述之伺服閥改為AC伺服馬達，而油缸改為滾珠螺桿。而上述兩種方法皆採用位置控制，即模板先

5、定位使模穴半閉狀態下射出，再作第二次縮模。3、以頂出機構作為壓縮工作亦即在第一段鎖模時，曲手已完成打直達*點，但此時僅有較低之鎖模或模具間仍有一定之間隙，在射出後再由頂出油缸推動公模之模仁以進行壓縮工作。4、複合式與第3式相同，只是於活動模板與模穴間加一大型油缸取代頂出油缸的動作。上述第3項與第4項已具有直壓式鎖模機構的特性，亦如採用伺服控制已可同時採用位置或壓力控制模式。(圖二)(圖三)四、射出壓縮成型在光學鏡片上的應用这种成型工艺是为了成型光学透镜面开发的。其成型过程为：模具首次合模，但动模、定

6、模不完全闭合而保留一定的压缩间隙，随后向型腔内注射熔体；熔体注射完毕后，由专设的闭模活塞实施二交合模，在模具完全闭合的过程中，型腔中的熔体再一次流动并压实。与一般的注射成型相比，注射-压缩成型的特点是：1）熔体注射是在模腔未完全闭合情况下进行的，因而流道面积大，流动阻力小，所需的注塑压力也小。2）熔体收缩是通过外部施加压力给模腔使模腔尺寸变小（模腔直接压缩熔体）来补偿的，因而型腔成压力分布均匀。因此，注射-压缩成型可以减少或消除由充填和保压产生的分子取向和内应力，提高制品材质的均匀性和制品的尺寸稳定

7、性，同时降低塑料件的残余应力。注射-压缩成型工艺已广泛用于成型塑料光学透镜。激光唱片等高精度塑料件以及难以注射成型的薄壁塑料件。此外注射-压缩成型在玻璃纤维增强树脂成型中的应用也日益普及。不管是射出成型或者是射出压缩成型制程，其制程参数相当众多。因此为射出成型法和射出压缩成型来制造产品尺寸精密度、品质要求甚高的导光板，须选择适当的制程条件须互相调整搭配，才能制造出收缩、翘曲及残余应力值小的导光板。再者，在射出成型与射出压缩成型制程中，由于模穴压力、锁模力、模具温异等因素，亦会影响到模具的精度。在传统

8、的射出成型中，在每次制程循环中，保压是由油压缸加压，使入浇口的压缩，但由于压力源皆是由入浇口传递，致使产品易有流动残留应力产生、熔胶分子流向明显，因此很难同时兼顾到让成品收缩量减少、模穴内压力降低及熔胶分子定向减少，这些情形诸如：增加保压压力或保压时间，虽然可减少收缩，却增加内应力与分子定向；再者，提高模具温度与塑料温度，虽然可减少压力降及熔胶分子的定向，却会增加成品的收缩，以及让成形周期时间增加。所以，为了改善传统保压方式的缺失，使能制造出尺寸精确、性质优异的产品，